Feriengäste liegen im Bett, als mitten in der Nacht das Licht angeht – ferngesteuert. Betreiber eines Wasserwerkes stellen auf einmal fest, dass ihre Kontrollinstrumente ihnen falsche Werte anzeigen. Ein Luxusapartment in Israel gerät unter die Kontrolle Fremder. Was nach schlechten Szenen aus einem Hollywood-Film klingt, sind Ergebnisse einer mehrmonatigen Untersuchung zur IT-Sicherheit von Industriesteuerungen.

Die Resultate unserer Recherchen rund zwei Monate nach dem Inkrafttreten des IT-Sicherheitsgesetzes sind erschreckend. Innerhalb von wenigen Wochen gelang es uns, Zugriff auf die Steuerungssysteme von Wasserwerken, Blockheizkraftwerken, Interfaces zur Gebäudeautomatisierung und sonstigen Industrial Control Systems (ICS) zu erlangen. Weltweit waren über 100 Systeme betroffen. Auf die meisten ließ sich ohne besondere Authentifizierung lesend zugreifen. Einige Systeme ermöglichten sogar den Zugang zu Steuerungen, darunter waren deutsche Wasserwerke. So können Angreifer nicht nur wichtige Daten kritischer Systeme auslesen, die Systeme sind auch angreifbar, können unter Umständen manipuliert, lahmgelegt oder sogar beschädigt werden. Und nicht nur die Systeme selbst sind in Gefahr, sondern auch Menschen oder Anlagen in ihrer Umgebung. Die Betreiber waren sich der weitreichenden Gefahr offenbar nicht bewusst.

Die Wasserversorgung ganzer Gemeinden unterbrechen

Die Steuerungsanlage eines deutschen Wasserwerks ließ sich manipulieren. © Screenshot golem.de

Von Wasserwerken sind Zehntausende Menschen abhängig. Umso überraschender, dass wir die Human-Machine-Interfaces (HMI) von vier Wasserwerken ausfindig machen konnten. Solche Interfaces dienen normalerweise der Überwachung und Steuerung von Maschinen und Anlagen vor Ort und sind Teil eines sogenannten Scada-Systems (Supervisory Control and Data Acquisition). Aus dem Internet sollten diese kritischen Systeme in keinem Fall zu erreichen sein. Wir fanden sie allerdings dort mit vergleichsweise einfachen Mitteln und erlangten so Zugriff auf ihre Administrationsoberflächen.

Drei dieser HMIs ließen sich deutschen Wasserwerken zuordnen. Zwei befinden sich in Bayern, eines davon in Neufahrn bei Freising, in unmittelbarer Nähe von München. Es versorgt täglich circa 80.000 Menschen mit Trinkwasser. Das zweite liegt im Landkreis Garmisch-Partenkirchen bei Uffingen am Staffelsee. Das dritte deutsche Wasserwerk befindet sich im Süden des Bundeslandes Niedersachsen in der Nähe der Kleinstadt Dassel.

Daten auslesen, Soll-Werte verändern, Maschinen manipulieren

Durch Zugriffe wie unseren lassen sich umfangreich Daten aus Sensoren auslesen, beispielsweise der Wasserverbrauch einer Stadt oder sonstige Werte einer Anlage. Diese können beispielsweise für Auslandsgeheimdienste oder Terroristen von Interesse sein. Zudem konnten im Einzelfall Soll-Werte verändert oder Statistiken des Wasserwerkes manipuliert werden. Mindestens in einem dieser Wasserwerke war auch ein Zugriff auf die Pumpanlagen möglich, speziell auf die Umdrehungen pro Minute. Im schlimmsten Fall ließe sich so die Wasserversorgung von ganzen Städten und Gemeinden unterbrechen.

Solche Daten können in ICS mit vollautomatischen Steuerungen zu folgenschweren Steuerungskommandos führen, die direkte Auswirkungen auf den eigentlichen Produktions- bzw. Steuerungsprozess haben. Im Rahmen unserer Tests wurde nur die theoretische Machbarkeit dieser Operationen aufgezeigt, es wurde nicht dauerhaft manipuliert. Die in diesem Artikel vorgestellten Applikationen sind allesamt nicht mehr über das Internet erreichbar und wurden durch die Betreiber gesichert.

Wie leichtfertig viele von ihnen zuvor mit der Sicherheit ihrer Anlagen umgingen, zeigt ein näherer Blick auf die Zugriffsmöglichkeiten bei den Wasserwerken.

Bei fast allen von uns gefundenen Wasserwerken war es möglich, Störungsmeldungen ohne besondere Authentifizierung zu quittieren, also mögliche Alarme auszuschalten. Einer der Betreiber schien es sich zudem besonders bequem zu machen, indem er mögliche Meldungen durch eine Zeitsteuerung automatisch morgendlich löschen ließ. 

Die Steuerung des vierten gefundenen Wasserwerks ließ sich einer Gemeinde in Nord-Italien zuordnen. In Italien (Rom) fand sich zudem ein Steuerungssystem für ein sogenanntes Fernheizwerk. Auch deutsche und österreichische Heiz-, Blockheizkraftwerke und sogar Biogasanlagen waren im Internet zugänglich.

Anfällig für DDoS-Angriffe

Die Sicherheitsforscher von "Internetwache.org" fanden die Human-Machine-Interfaces (HMI) von vier Wasserwerken im Internet. © Screenshot golem.de

Diese Anlagen ließen meist nur den Lesezugriff zu oder benötigten eine Authentifizierung. Doch auch über den bloßen Zugriff können die Dienste bereits durch DoS- oder DDoS-Attacken überfordert werden, weshalb ICS immer abgeschirmt vom Internet betrieben werden sollten.

Im Darknet lassen sich sogenannte Botnetze anmieten. Sie sind ein Verbund ferngesteuerter Rechner, mit denen millionenfache Anfragen an Webserver gestellt werden können. Da HMIs von Scada-Systemen meist nur für den lokalen Betrieb und wenige Anfragen eingesetzt werden, ist davon auszugehen, dass eine Ressourcenauslastung der Server und damit eine Nicht-Erreichbarkeit des Dienstes mit diesem Mittel in kurzer Zeit möglich wäre. 

Zudem war die verwendete Steuerungssoftware in früheren Versionen bereits anfällig für DoS-Angriffe. Wenn Betreiber also nicht regelmäßig die Version prüfen und updaten – und das war bei einigen Systemen der Fall, die bei der Untersuchung gefunden wurden –, wäre ein Angriff möglich, mit im Web frei verfügbaren Exploits. Ein solches Vorgehen hätte bei Industrieanlagen verheerende Folgen, denn Anlagen könnten entweder komplett funktionsunfähig, nicht mehr steuerbar oder darüber hinaus massiv beschädigt werden.

"Die beschriebenen Fälle bergen erhebliche Gefahren, das darf so nicht passieren", sagte der Präsident des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) Arne Schönbohm dem Spiegel. "Das ist, als wenn Sie die Tür zu Ihrem Haus sperrangelweit offen stehen lassen". Selbst wenn es bei einigen Betreibern nach dieser ersten Eintrittschwelle möglicherweise weitere Türen gegeben habe, handle es sich um "gefährlichen Leichtsinn". Bereits 2014 beschrieb das BSI in seinem Bericht zur IT-Sicherheitslage in Deutschland solche Gefahrenlagen. Damals gelang es unbekannten Angreifern, die Steuerung eines Hochofens in einem deutschen Stahlwerk in einen nicht mehr definierten Zustand zu bringen, so dass dieser notabgeschaltet werden musste.